一般認為在c中分為這幾個存儲區(qū)
1棧 - 有編譯器自動分配釋放
2堆 - 一般由程序員分配釋放,若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收
3全局區(qū)(靜態(tài)區(qū)),全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜
態(tài)變量在一塊區(qū)域,未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。
- 程序結束釋放
4另外還有一個專門放常量的地方。 - 程序結束釋放
在函數(shù)體中定義的變量通常是在棧上,用malloc, calloc, realloc等分配內存的函數(shù)分
配得到的就是在堆上。在所有函數(shù)體外定義的是全局量,加了static修飾符后不管在哪
里都存放在全局區(qū)(靜態(tài)區(qū)),在所有函數(shù)體外定義的static變量表示在該文件中有效,
不能extern到別的文件用,在函數(shù)體內定義的static表示只在該函數(shù)體內有效。另外,
函數(shù)中的"adgfdf"這樣的字符串存放在常量區(qū)。
比如:
int a = 0; 全局初始化區(qū)
char *p1; 全局未初始化區(qū)
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc";棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區(qū),p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態(tài))初始化區(qū)
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區(qū),編譯器可能會將它與p3所指向的"12345
6"優(yōu)化成一塊。
}
還有就是函數(shù)調用時會在棧上有一系列的保留現(xiàn)場及傳遞參數(shù)的操作。
棧的空間大小有限定,vc的缺省是2M。棧不夠用的情況一般是程序中分配了大量數(shù)組和
遞歸函數(shù)層次太深。有一點必須知道,當一個函數(shù)調用完返回后它會釋放該函數(shù)中所有
的棧空間。棧是由編譯器自動管理的,不用你操心。
堆是動態(tài)分配內存的,并且你可以分配使用很大的內存。但是用不好會產生內存泄漏。
并且頻繁地malloc和free會產生內存碎片(有點類似磁盤碎片),因為c分配動態(tài)內存時
是尋找匹配的內存的。而用棧則不會產生碎片。
在棧上存取數(shù)據(jù)比通過指針在堆上存取數(shù)據(jù)快些。
一般大家說的堆棧和棧是一樣的,就是棧(stack),而說堆時才是堆heap.
棧是先入后出的,一般是由高地址向低地址生長。
堆(heap)和棧(stack)是C/C++編程不可避免會碰到的兩個基本概念。首先,這兩個概念
都可以在講數(shù)據(jù)結構的書中找到,他們都是基本的數(shù)據(jù)結構,雖然棧更為簡單一些。
在具體的C/C++編程框架中,這兩個概念并不是并行的。對底層機器代碼的研究可以揭示
,棧是機器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結構,而堆則是C/C++函數(shù)庫提供的。
具體地說,現(xiàn)代計算機(串行執(zhí)行機制),都直接在代碼底層支持棧的數(shù)據(jù)結構。這體現(xiàn)
在,有專門的寄存器指向棧所在的地址,有專門的機器指令完成數(shù)據(jù)入棧出棧的操作。
這種機制的特點是效率高,支持的數(shù)據(jù)有限,一般是整數(shù),指針,浮點數(shù)等系統(tǒng)直接支
持的數(shù)據(jù)類型,并不直接支持其他的數(shù)據(jù)結構。因為棧的這種特點,對棧的使用在程序
中是非常頻繁的。對子程序的調用就是直接利用棧完成的。機器的call指令里隱含了把
返回地址推入棧,然后跳轉至子程序地址的操作,而子程序中的ret指令則隱含從堆棧中
彈出返回地址并跳轉之的操作。C/C++中的自動變量是直接利用棧的例子,這也就是為什
么當函數(shù)返回時,該函數(shù)的自動變量自動失效的原因(因為 顏換指戳說饔們暗 狀態(tài))。
和棧不同,堆的數(shù)據(jù)結構并不是由系統(tǒng)(無論是機器系統(tǒng)還是操作系統(tǒng))支持的,而是由
函數(shù)庫提供的。基本的malloc/realloc/free函數(shù)維護了一套內部的堆數(shù)據(jù)結構。當程序
使用這些函數(shù)去獲得新的內存空間時,這套函數(shù)首先試圖從內部堆中尋找可用的內存空
間,如果沒有可以使用的內存空間,則試圖利用系統(tǒng)調用來動態(tài)增加程序數(shù)據(jù)段的內存
大小,新分配得到的空間首先被組織進內部堆中去,然后再以適當?shù)男问椒祷亟o調用者
。當程序釋放分配的內存空間時,這片內存空間被返回內部堆結構中,可能會被適當?shù)?nbsp;
處理(比如和其他空閑空間合并成更大的空閑空間),以更適合下一次內存分配申請。這
套復雜的分配機制實際上相當于一個內存分配的緩沖池(Cache),使用這套機制有如下若
干原因:
1. 系統(tǒng)調用可能不支持任意大小的內存分配。有些系統(tǒng)的系統(tǒng)調用只支持固定大小及其
倍數(shù)的內存請求(按頁分配);這樣的話對于大量的小內存分類來說會造成浪費。
2. 系統(tǒng)調用申請內存可能是代價昂貴的。系統(tǒng)調用可能涉及用戶態(tài)和核心態(tài)的轉換。
3. 沒有管理的內存分配在大量復雜內存的分配釋放操作下很容易造成內存碎片。
堆和棧的對比
從以上知識可知,棧是系統(tǒng)提供的功能,特點是快速高效,缺點是有限制,數(shù)據(jù)不靈活
;而棧是函數(shù)庫提供的功能,特點是靈活方便,數(shù)據(jù)適應面廣泛,但是效率有一定降低
。棧是系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構,對于進程/線程是唯一的;堆是函數(shù)庫內部數(shù)據(jù)結構,不一定唯一
。不同堆分配的內存無法互相操作。棧空間分靜態(tài)分配和動態(tài)分配兩種。靜態(tài)分配是編
譯器完成的,比如自動變量(auto)的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)完成。棧的動態(tài)分配
無需釋放(是自動的),也就沒有釋放函數(shù)。為可移植的程序起見,棧的動態(tài)分配操作是
不被鼓勵的!堆空間的分配總是動態(tài)的,雖然程序結束時所有的數(shù)據(jù)空間都會被釋放回
系統(tǒng),但是精確的申請內存/釋放內存匹配是良好程序的基本要素。
可以放一塊思考
堆和棧的生長方向恰好相反,
|--------------| 低地址
| 堆 |
|--------------|
| | |
| I |
| |
| ^ |
| 棧 | 高地址
-----------------
所以計算機中的堆和棧經常時放一塊講的
nod 一般不是必要就不要動態(tài)創(chuàng)建,最討厭把new出來的東西當局部變量用,用萬了馬上
delete 的做法.
理由
1.棧分配比堆快,只需要一條指令就new給配所有的局部變量
2.棧不會出現(xiàn)內存碎片
3。棧對象好管理
當然,某些情況下也要那么寫,比如
1.對象很大
2.對象需要在某個特定的時刻構造或析夠
3.類只允許對象動態(tài)創(chuàng)建,比如VCL的大多數(shù)類
當然,必須用堆對象時也不能躲避